Программное обеспечение системы сбора данных детектора СНД

• Автор: Богданчиков, Александр Георгиевич
• Шифр специальности: 01.04.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 122 с. : ил.

Глава 1. Обзор систем сбора данных
§ 1.1. ССД детекторов в ФВЭ
§ 1.2. История развития ССД СНД
§ 1.3. Компонентно-ориентированный подход к разработке ПО ССД
Глава 2. Детектор СНД
§ 2.1. Подсистемы и каналы детектора СНД
§ 2.2. Электроника детектора СНД
§ 2.3. Расчет среднего размера события
Глава 3. Детали эксплуатации ССД СНД
§ 3.1. Разделение на заходы
§ 3.2. Типичные сценарии эксплуатации ССД
§ 3.3. Типы и объемы данных в эксперименте
§ 3.4. Механизм передачи событий
§ 3.4.1. Основной поток данных в ССД СНД
§ 3.4.2. Механизм синхронной передачи
§ 3.4.3. Механизм передачи через разделяемый буфер
§ 3.4.4. Сравнение вариантов и выбор
§ 3.4.5. Общая схема ССД СНД
§ 3.5. Синхронизация процессов
§ 3.6. Выбор средств реализации ССД
§ 3.6.1. Доступные технологии
§ 3.6.2. Пакеты программ для разработки ССД
§ 3.6.3. Обоснование реализации собственной системы
Глава 4. Реализация ПО ССД СНД
§ 4.1. Процесс чтения событий с электроники Readout
§4.1.1. Подготовка к заходу
§ 4.1.2. Заход
§ 4.1.3. Остановка захода
§ 4.1.4. Раздача событий в оперативном режиме
§ 4.1.5. Конечный автомат Readout
§ 4.1.6. Уровни программного кода
§ 4.2. Процесс чтения пересчетных схем Scalers
§ 4.2.1. Состояния Scalers
§ 4.3. Процессы третичного триггера
§ 4.3.1. Передача контейнера с событиями
§ 4.3.2. Модули третичного триггера
§ 4.4. Медленный контроль
§ 4.5. Контроль по событиям
§ 4.6. Процесс калибровки по событиям

§ 4.7. Интерфейс управления
§ 4.7.1. Взаимодействие оператора с процессами
§ 4.7.2. Функции интерфейса
§ 4.8. Служба регистрации
§ 4.9. Служба запуска и остановки процессов
§ 4.10. Информатор
§4.11. Интерфейсы доступа к данным
Глава 5. Опыт наладки и эксплуатации
§ 5.1. Стадии работ по созданию ССД СНД
§ 5.2. Проверка расчета «живого» времени электроники СНД
§ 5.3. Наладка чтения электроники
§ 5.3.1. Сбой оцифровывающих плат
§ 5.3.2. Фильтрация данных предыдущего захода
§ 5.3.3. Оптимальный размер динамического буфера ПВВ
§ 5.4. Характеристики экспериментального захода
§ 5.5. Компьютерная подсистема
§ 5.6. Размер события
Заключение
Приложение А. Список используемых команд ПВВ
Приложение Б. Число заходов и событий
Приложение В. Набранная светимость за сезоны 2010 и 2011
Литература
История экспериментов на встречных пучках началась в шестидесятых годах двадцатого века. Тогда в Институте ядерной физики им. Г.И. Будкера СО РАН были созданы одни из первых в мире ускорителей на встречных электронных пучках (ВЭП-1) и электрон-позитронных пучках (ВЭШ1-2). С того времени и по сей день эксперименты на встречных пучках являются важнейшим методом исследований в физике элементарных частиц и вносят значимый вклад в фундаментальную науку.
Сферический нейтральный детектор (СНД) [1] [2] является представителем четвертого поколения детекторов на е+е'-коллайдерах в Институте. Первые эксперименты с детектором СНД проводились с 1995 по 2000 год на ускорительном комплексе ВЭПП-2М [3] в диапазоне энергии в системе центра масс от 0,36 до 1,40 ГэВ. В этих экспериментах были получены следующие основные результаты [4]:
- первые наблюдения редких радиационных распадов Ф(1020)-мезона в скалярные мезоны f0 (980) и ао (980): Ф —> f0y, а^у;
- наблюдение электрических дипольных переходов: р,со —> л0л0у;
- самые точные измерения вероятностей магнитодипольных переходов легких векторных мезонов: р, ш и Ф в конечные состояния тс°у и цу;
- измерение редких распадов Ф-мезона: Ф —> сол°, Ф —> л+л', Ф —> ц у, Ф —> тс°е+е”;
- точные измерения процессов е+е’ —» адроны: е+е' —> 2л, Зл, 4л, KSKL;
- определение параметров векторного мезона со (1400).
Для проведения экспериментов новых экспериментов с детектором СНД [5] на комплексе ВЭПП-2000, который начал работать в 2009 году, потребовалась модернизация практически всех подсистем детектора СНД, включая и систему сбора данных (ССД) [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [14] [15] [16].

В соответствии с параметрами захода, при подготовке к заходу могут выполняться измерение и загрузка пороговых значений для амплитудных каналов полосок ДК и калориметра (ПА24 и А24М). Измеряются пороговые значения каналов следующим способом. Для того чтобы каналы срабатывали в каждом событии, в платы загружаются нулевые пороговые значения. Первичный триггер настраивается на запуск от генератора, при этом генераторные сигналы на предусилители полосок ДК и калориметра не подаются. Выполняется чтение 100 событий, содержащих пьедесталы, размытые шумом электроники. По набранной статистике определяется среднее значение, т.е. собственно пьедестал, и среднеквадратичное значение шума. Для получения порогового значения, к значению пьедестала добавляется фиксированная величина, равная 3-5 среднеквадратичным значением шума. Вычисленные таким образом пороговые значения загружаются в платы для набора экспериментальных данных. При работающем ВЭПП-2000 вклад фоновых событий делает невозможным корректное измерение пьедесталов для полосок ДК. В этом случае используются пьедесталы, измеренные во время ежедневных плановых остановок комплекса ВЭПП-2000 на заливку гелия. Загрузку порогов оператор выполняет в ручном режиме. А при старте захода проводится только проверка правильности загруженных пороговых значений.
Подготовка к чтению событий завершается загрузкой команд чтения ИП в «ОЗУ команд» ПВВ. Затем «ОЗУ данных» ПВВ обнуляются путем установки трех указателей ПВВ в равные значения. Readout разблокирует первичный триггер и начинает принимать события.
§ 4.1.2. Заход
После подготовки к заходу процесс Readout переходит в режим получения фрагментов событий от ПВВ и построения из них событий. Фрагменты событий индексируются: номером события, номером крейта, адресом фрагмента в